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专利号: 2020106801846
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-10-21
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于低秩张量环分解与高阶结构化与图像修复方法,包括如下步骤:步骤1),输入待修复图像 确定图像待修复区域并对其进行分块操作,图像中的像素分为已知点和未知点,所述已知点是图像中像素不为0的点,未知点是图像中像素为0的点;图像中所有未知点组成集合Ω;

步骤2)构建低秩张量环分解与高阶汉克结构化模型;具体包括:(2‑1)低秩张量环图像修复模型定义如下:式中, 表示输入待修复图像的第i个分块; 表示修复后图像的一个分块; 表示 的第n个张量环分解因子; 表示Frobenius范数; 其中1表示可观察的像素,0表示缺失的像素;

(2‑2)高阶汉克结构化图像修复模型定义如下:式中, 定义为

其中fold(I,τ): 通过fold(I,τ)可将输入的N阶张量构造成一个2N阶张量,该操作可以看作多维线性复制和多维的折叠操作;

其中 是一个复制矩阵,即包含多个单位矩阵的矩阵,具体形式为:步骤3)结合步骤2)构建的图像修复模型,对彩色图像进行修复,最终重构输出高质量视觉数据图像

2.如权利要求1所述的基于低秩张量环分解与高阶结构化与图像修复方法,其特征在于:步骤3)具体包括:(3‑1)构建低秩张量环分解与高阶汉克结构化模型构建图像修复模型,其定义如下式中,张量环的秩R是预定义的,即(3‑2)公式(5)可以使用张量环最小二乘法优化,张量环分解因子 可初始化为引理1:当n≠1时,求解公式等同于求解

因此在已知其他分解因子的情况下,公式(6)可以描述为单个 的求解过程,基于引理1,其可以转换为下式对式(7)进行模k展开操作,可以得到其中

对于张量 的每个切片有 公式(8)可等效于求解Ik的子问题

令 Ωik表示向量 中的可观测像素,因此可以得到

上式中张量 可以看作矩阵 可以得到公式引理2:假设 和 表示任意两个矩阵,则有如下关系T T

Trace(A×B)=vec(B) vec(A) (12)基于引理2,公式(11)可以求解为(3‑3)关于 的求解问题转换成最小二乘问题,固定其他分解因子不变,迭代更新 满足迭代终止条件 终止迭代,其中l表示迭代次数,tol表示收敛阈值参数;

(3‑4)使用(3‑1)中提出的模型,分别对每个分块 进行修复处理,最终得到修复后的张量数据块(3‑5)张量环重构输出每个分块(3‑6)类似地,汉克结构化张量 的逆汉克结构化可表示为:其中

(3‑7)最终,对于分块 重组输出高质量图像视觉数据 完成图像修复。